[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der Restwärme, welche die restliche
fühlbare und die latente Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage, insbesondere
einer Ölfeuerungsanlage, bei dem das Abgas in einem Restwärmetauscher Wärme an ein
Zwischenträgermedium abgibt und das Zwischenträgermedium zumindest zeitweise Wärme
an Heizwasser in einem Heizkreis abgibt.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Nutzung der Restwärme, welche
die restliche fühlbare und die latente Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage,
insbesondere einer Ölfeuerungsanlage, welche einen Restwärmetauscher umfaßt, in dem
Abgas Wärme an ein Zwischenträgermedium abgibt, und welche einen Heizkreis umfaßt,
an den durch das Zwischenträgermedium Wärme abgebbar ist.
[0003] Weiter betrifft die Erfindung eine Abgas-Wärmetausch-Einheit zur Nutzung der Restwärme,
welche die restliche fühlbare und die latente Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage,
insbesondere einer Ölfeuerungsanlage, in der das Abgas Wärme an ein Zwischenträgermedium
abgibt, durch welches zumindest zeitweise Wärme an Heizwasser in einem Heizkreis abgebbar
ist.
[0004] Solche Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
[0005] Bei den Verfahren und Vorrichtungen, welche in den nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen 196 21 990.6 und 195 43 449.8 beschrieben sind,
wird das Abgas der Feuerungsanlage einem Restwärmetauscher, insbesondere einem Monodispers-Restwärmetauscher
zugeführt und aus dem umlaufenden Zwischenträgermedium werden durch Neutralisation
die bei der Verbrennung entstandenen Verunreinigungen, insbesondere Schwefeldioxid,
ausgewaschen.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, daS ein gegenüber herkömmlichen Verfahren größerer
Anteil der Restwärme des Abgases genutzt werden kann.
[0007] Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung mit den eingangs genannten Merkmalen
dadurch gelöst, daS das Abgas nach Durchströmen des Restwärmetauschers mit Wärmeabgabe
an das Zwischenträgermedium zur Reinigung einem Abgasreinigungsreaktor zugeführt wird.
[0008] Das erfindungsgemäße Konzept bietet den Vorteil, daß der Schritt der Wärmeabgabe
an das Zwischenträgermedium und der Schritt der Abgasreinigung im wesentlichen voneinander
getrennt sind und damit diese beiden Einzelschritte jeweils optimiert werden können,
um die Restwärme des Abgases effektiv zu nutzen und das Abgas mit einem hohen Reinigungsgrad
zu reinigen.
[0009] Wird ein Restwärmetauscher gleichzeitig auch zur Abgasreinigung verwendet, ergibt
sich das Problem, daß der Strom an Zwischenträgermedium, welches gleichzeitig auch
als Reinigungsmedium wirkt, im Restwärmetauscher nur mit einer geringen Temperaturdifferenz
erwärmt wird, da zur Abgasreinigung eine große Menge an Reinigungsmedium den Restwärmetauscher
durchströmen muß. Um die dadurch gewonnene Wärme an das Heizwasser in dem Heizkreis
zu übertragen, muß ein Zwischenträger-Heizwasser-Wärmetauscher eine sehr große Übertragungsfläche
aufweisen. Außerdem bleibt der Wärmeübertragungsgrad geringer, weil an einem Ausgang
des Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauschers stets eine endliche Temperaturdifferenz
besteht, die insbesondere dann den Wirkungsgrad des Verfahrens verringert, wenn die
Temperaturspreizung zwischen eintretendem und austretendem Zwischenträgermedium klein
ist. Außerdem muß die Leistung einer Pumpe, die das Zwischenträgermedium befördert,
groß sein, da ein großer Massestrom an Zwischenträgermedium umgewälzt werden muß.
[0010] Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Gesamtvorgang der Restwärmegewinnung
aus dem Abgas und die Reinigung und insbesondere Entschwefelung des Abgases in zwei
Teilschritte untergliedert ist, läßt sich mit dem ersten Teilschritt die Restwärme
im wesentlichen vollständig entziehen und im zweiten Teilschritt die Reinigung, welche
bereits teilweise im ersten Teilschritt stattfindet, vervollständigen, wobei ein Wärmeaustausch
zwischen dem Reinigungsmedium und dem Abgas beim zweiten Teilschritt im wesentlichen
nicht stattfindet.
[0011] Dadurch läßt sich einerseits ein hoher Wirkungsgrad der Wärmeübertragung aus dem
Zwischenträgermedium an das Heizwasser in dem Heizkreis erreichen, da mit einem gegenüber
dem Stand der Technik geringeren Massestrom an Zwischenträgermedium gearbeitet werden
kann, und andererseits läßt sich ein hoher Gütegrad der Abgasreinigung, beispielsweise
mit Entschwefelungsraten von 99 %, erreichen.
[0012] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch der Wärmeübertrag vom Abgas auf das
Zwischenträgermedium im Restwärmetauscher verbessert, da die Verweilzeit des Zwischenträgermediums
im Restwärmetauscher bei einem geringeren Massestrom erhöhbar ist.
[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Zwischenträgermedium in einem ersten Kreislauf
durch den Restwärmetauscher zur Wärmeaufnahme aus dem Abgas geführt wird. Durch einen
geschlossenen Kreislauf des Zwischenträgermediums läßt sich die Wärmeabgabe an das
Heizwasser bei geringen Betriebskosten optimieren.
[0014] Weiter ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Reinigungsmedium in einem zweiten Kreislauf
durch den Abgasreinigungsreaktor zur Abgasreinigung geführt wird, so daß durch einen
solchen Kreislauf ebenfalls die Betriebskosten bei optimaler Abgasreinigung verringert
sind.
[0015] In einer besonders günstigen Ausführungsform ist das Zwischenträgermedium ein Abgaskondensat.
Ein solches Zwischenträgermedium kann optimal Wärme auf dem Abgas aufnehmen und Wärme
an das Heizwasser abgeben.
[0016] Vielfältige Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn das Reinigungsmedium
aus dem gleichen Medium gebildet ist wie das Zwischenträgermedium.
[0017] In einer besonders günstigen Variante einer Ausführungsform werden das Zwischenträgermedium
und das Reinigungsmedium parallel in dem ersten und im zweiten Kreislauf geführt.
Auf diese Weise läßt sich einerseits die Wärmeaufnahme des Zwischenträgermediums aus
dem Abgas mit der Wärmeabgabe an das Heizwasser und die Reinigung des Abgases durch
das Reinigungsmedium optimieren.
[0018] Um die Beschädigung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere durch saure
Strömungsmedium-Komponenten zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn das im ersten
Kreislauf strömende Zwischenträgermedium und/oder das im zweiten Kreislauf strömende
Reinigungsmedium neutralisiert wird.
[0019] Besonders vorteilhaft dabei ist es, wenn das Zwischenträgermedium und das Reinigungsmedium
durch einen Führungsabschnitt strömt, welcher dem ersten und zweiten Kreislauf gemeinsam
angehört. Dadurch lassen sich Strömungswege einsparen. Insbesondere ist es dann vorteilhaft,
wenn das Zwischenträgermedium und das Reinigungsmedium durch einen Neutralisator geführt
wird, welcher in dem Führungsabschnitt angeordnet ist. Dadurch kann das Zwischenträgermedium
und das Reinigungsmedium durch einen einzigen Neutralisator neutralisiert werden,
so daß der konstruktive Aufwand und die Betriebskosten verringert sind.
[0020] Damit das Zwischenträgermedium in dem ersten Kreislauf strömt, ist es vorteilhaft,
wenn es durch eine erste Pumpe in dem ersten Kreislauf befördert wird. Ebenso ist
es vorteilhaft, damit das Reinigungsmedium in den zweiten Kreislauf strömt, daß dieses
durch eine zweite Pumpe in dem zweiten Kreislauf befördert wird. Dadurch können die
jeweiligen optimalen Durchflußgeschwindigkeiten für das Zwischenträgermedium in dem
ersten Kreislauf bzw. für das Reinigungsmedium im zweiten Kreislauf eingestellt werden.
[0021] In einer günstigen Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß das Zwischenträgermedium
und das Reinigungsmedium durch eine gemeinsame Pumpe befördert werden, welche in dem
gemeinsamen Führungsabschnitt des ersten und des zweiten Kreislaufs angeordnet ist.
Dadurch kann auf Pumpen jeweils in dem ersten und dem zweiten Kreislauf verzichtet
werden. Dazu weist die gemeinsame Pumpe einen ersten Ausgang zur Beförderung von Zwischenträgermedium
im ersten Kreislauf und einen zweiten Ausgang zur Beförderung von Reinigungsmedium
im zweiten Kreislauf auf.
[0022] Besonders günstig ist es dann, wenn die gemeinsame Pumpe, bezogen auf die Strömungsrichtung
nach dem Neutralisator angeordnet ist, so daß dem ersten und dem zweiten Kreislauf
gereinigtes Strömungsmedium zugeführt wird.
[0023] In einer besonders günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erwärmt
das Zwischenträgermedium Heizwasser in einem Heizwasser-Rücklauf des Heizkreises.
Das Abgas beispielsweise einer Ölheizung weist eine Abgastaupunkttemperatur von ca.
50°C auf. Die Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf kann so gewählt werden,
daß sie genügend unterhalb dieser Abgastaupunkttemperatur liegt, beispielsweise bei
ca. 35°C. Dadurch läßt sich die Restwärme des Abgases nutzen, ohne daß das Abgas selber
über seine Abgastaupunkttemperatur erwärmt wird.
[0024] Besonders vorteilhaft ist es dann, wenn der Massestrom des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf
gesteuert wird. Dadurch kann beispielsweise bei erniedrigten Außentemperaturen, welche
eine Erhöhung der Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf zur Folge haben,
der Massestrom des Zwischenträgermediums durch den Restwärmetauscher erhöht werden,
um die Restwärme des Abgases zu nutzen.
[0025] Günstigerweise liegt die durch Nutzung der Restwärme des Abgases bewirkte Erwärmung
des Zwischenträgermediums im Bereich von ungefähr 5K bis ungefähr 20K.
[0026] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der Massestrom des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf im Bereich vom ungefähr
2,8-fachen bis ungefähr 25-fachen des Massestroms des Zwischenträgermediums im ersten
Kreislauf und insbesondere beim ungefähr siebenfachen des Massestroms des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf. Auf diese Weise wird eine optimale Reinigung des Abgases in dem
Reinigungsreaktor erzielt.
[0027] Für die Wärmeaufnahme aus dem Abgas ist es besonders günstig, wenn der Restwärmetauscher
ein Monodispers-Restwärmetauscher ist, so daß ein Zwischenträgermedium-Spray im Restwärmetauscher
eine zur Nutzung der Restwärme des Abgases optimale Tropfengröße und Tropfenform in
monodisperser Verteilung aufweist.
[0028] Insbesondere kann erreicht werden, daß die überwiegende Anzahl der Tropfen eine Mindestgröße
aufweisen, so daß die Tropfen durch den Abgasstrom nicht aus dem Restwärmetauscher
herausgetragen werden können.
[0029] Wenn das Abgas in Gegenrichtung zur Führungsrichtung des Zwischenträgermediums durch
den Restwärmetauscher geführt wird, dann trifft im Restwärmetauscher eintretendes
kaltes Zwischenträgermedium auf abströmendes gekühltes Abgas. Dadurch läßt sich die
Restwärme des Abgases gemäß dem Gegenstromprinzip durch das Zwischenträgermedium optimal
nutzen.
[0030] In einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß das Abgas parallel
zur Führungsrichtung des Zwischenträgermediums durch den Restwärmetauscher geführt
wird. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, daß Tropfen von Zwischenträgermedium-Spray
aus dem Restwärmetauscher herausgerissen werden.
[0031] Zur Erzielung eines hohen Reinigungsgrades des Abgases ist es günstig, wenn das Reinigungsmedium
in Schwerkraftrichtung durch den Abgasreinigungsreaktor geführt wird. Dadurch lassen
sich die Fließeigenschaften des Reinigungsmediums zur Abgasreinigung, insbesondere
zur Erzielung großer Kontaktflächen zwischen dem Abgas und dem Reinigungsmedium, nutzen.
Insbesondere ist es dann vorteilhaft, wenn das Abgas entgegen der Führungsrichtung
des Reinigungsmediums durch den Abgasreinigungsreaktor geführt wird, um eine hohe
Kontaktzeit zwischen dem Abgas und dem Reinigungsmedium zu erreichen.
[0032] In einer besonders günstigen Variante einer Ausführungsform wird das in dem Abgasreinigungsreaktor
gereinigte Abgas mittels des Abgases aus der Feuerungsanlage nacherwärmt. Dadurch
wird verhindert, daß das gereinigte und abgekühlte Abgas eine Durchnässung eines Schornsteins
verursacht.
[0033] Der vorliegenden Erfindung mit den eingangs genannten Merkmalen liegt ferner die
Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern,
daß ein gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen größerer Anteil der Restwärme des Abgases
genutzt werden kann.
[0034] Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung mit den eingangs genannten Merkmalen
dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einen Abgasreinigungsreaktor
aufweist, welcher bezogen auf den Abgasstrom nach dem Restwärmetauscher angeordnet
ist.
[0035] Diese erfindungsgemäße Vorrichtung weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren diskutierten Vorteile auf.
[0036] Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der
Ansprüche 29 bis 65, deren Vorteile bereits im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Ansprüchen 2 bis 27 erläutert wurden.
[0037] Eine besonders günstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der
der Abgasreinigungsreaktor einen in der Nähe seines oberen Endes angeordneten Reinigungsmedium-Verteiler
aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Reinigungsmedium auf eine bezüglich der
Abgasreinigung aktive Reinigungsoberfläche verteilbar ist, weist den zusätzlichen
Vorteil auf, daß eine hohe Kontaktoberfläche zwischen dem zu reinigenden Abgas und
dem Abgasreinigungsmedium herstellbar ist.
[0038] Zur Erhöhung der Kontaktoberfläche und zur Erhöhung der Kontaktzeit zwischen dem
Abgas und dem Reinigungsmedium ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Abgasreinigungsreaktor
Fließelemente für das Reinigungsmedium aufweist. Die Fließelemente stellen eine große
Oberfläche bereit, auf der das Reinigungsmedium fließen kann. Dadurch wird einerseits
die Kontaktfläche erhöht und andererseits wird die Fließgeschwindigkeit des Reinigungsmedium
durch den Abgasreinigungsreaktor verringert.
[0039] In einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß der Abgasreinigungsreaktor
als Fließelemente für das Reinigungsmedium eine Mehrzahl von Böden umfaßt, welche
eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen und welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung
in einem vertikalen Abstand voneinander im Abgasreinigungsreaktor angeordnet sind.
Als Böden lassen sich insbesondere Lochblechböden einsetzen, wobei das Reinigungsmedium
auf den Böden fließt und durch die Öffnungen auf den nächsten, darunterliegenden Boden
gelangt. Durch die Öffnungen strömt das Abgas. Die Kontaktfläche zwischen dem Reinigungsmedium
und dem Abgas ist dann im wesentlichen durch die Flächen der Böden gebildet.
[0040] Zur weiteren Erhöhung der Kontaktoberfläche ist es günstig, wenn als Fließelemente
für das Reinigungsmedium Raschigringe oder andere Formkörper, beispielsweise Drahtformkörper
oder keramische Formkörper vorgesehen sind.
[0041] In einer konstruktiv besonders günstigen Ausführungsform bilden der Abgasreinigungsreaktor
und der Restwärmetauscher eine Abgas-Wärmetausch-Einheit. Dadurch erhält die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine kompakte Bauweise. Insbesondere lassen sich Leitungsstrecken für
Abgas und für Strömungsmedium verringern.
[0042] In einer Variante einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in
der Abgas-Wärmetausch-Einheit der Restwärmetauscher den Abgasreinigungsreaktor umschließend
angeordnet.
[0043] In einer besonders günstigen Variante ist in der Abgas-Wärmetausch-Einheit der Abgasreinigungsreaktor
den Restwärmetauscher umschließend angeordnet. Dadurch läßt sich in dem Abgasreinigungsreaktor
die Außenmantelfläche des Restwärmetauschers als Fließelement für das Reinigungsmedium
zur Erhöhung der Kontaktoberfläche zwischen Reinigungsmedium und Abgas nutzen.
[0044] Eine konstruktiv einfache Anordnung ergibt sich, wenn in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
der Abgasreinigungsreaktor und der Restwärmetauscher koaxial angeordnet sind.
[0045] In einer Variante einer Ausführungsform ist in der Abgas-Wärmetausch-Einheit der
Abgasreinigungsreaktor bezogen auf die Schwerkraftrichtung oberhalb des Restwärmetauschers
angeordnet. Dies ergibt eine platzsparende und kompakte Bauweise.
[0046] Günstig ist es dann, wenn die Abgas-Wärmetausch-Einheit einen Ringkanal aufweist,
durch welchen Abgas aus dem Restwärmetauscher dem Abgasreinigungsreaktor zuführbar
ist. Dadurch kann vermieden werden, daß der Boden des Abgasreinigungsreaktors bzw.
die Decke des Restwärmetauschers durchbrochen werden muß.
[0047] In einer besonders günstigen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
bildet in der Abgas-Wärmetausch-Einheit ein Sammelbereich des Reinigungsmediums eine
Versorgungseinheit eines Zwischenträgermedium-Verteilers des Restwärmetauschers. Eine
solche Anordnung weist günstige Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten für die Strömung
an Reinigungsmedium und Zwischenträgermedium in der Vorrichtung auf. Insbesondere
werden die Strömungswege, wenn die Abgas-Wärmetausch-Einheit eine Führungsstrecke
des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf bildet, verringert, so daß die Vorrichtung
optimiert werden kann.
[0048] Der Massestrom des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf läßt sich dadurch steuern,
daß der Sammelbereich einen Austritt für Reinigungsmedium zur Führung des Reinigungsmediums
im zweiten Kreislauf aufweist. Dadurch, daß der Austritt in einem definierten, bezogen
auf die Schwerkraftrichtung vertikalen Abstand von dem Zwischenträgermedium-Verteiler
des Restwärmetauschers angeordnet ist, läßt sich das Verhältnis des Massestroms an
Reinigungsmedium in dem zweiten Kreislauf zu dem Massestrom des Zwischenträgermediums
in dem ersten Kreislauf einstellen, ohne daß eventuelle Massensteuerorgane vorgesehen
werden müssen.
[0049] Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform ist das Reinigungsmedium von
dem Austritt durch eine Leitung zu dem Neutralisator führbar.
[0050] In einer Variante einer Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, daß die Vorrichtung
eine Leitung aufweist, durch welche Zwischenträgermedium unter Umgehung des Neutralisators
dem Abgasreinigungsreaktor zuführbar ist. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf vereinfachte Weise realisierbar.
[0051] Weiter liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgas-Wärmetausch-Einheit
der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die eine optimale Reinigung des Abgases
bei effektiver Nutzung der Restwärme des Abgases erreicht ist.
[0052] Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung mit den eingangs genannten Merkmalen
dadurch gelöst, daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit einen Abgasreinigungsreaktor zur
Reinigung des Abgases mittels eines Reinigungsmediums und einen Restwärmetauscher
zur Aufnahme von Wärme durch das Zwischenträgermedium aus dem Abgas umfaßt und daß
der Abgasreinigungsreaktor bezogen auf die Schwerkraftrichtung oberhalb eines Zwischenträgermedium-Verteilers
des Restwärmetauschers angeordnet ist.
[0053] Dieses erfindungsgemäße Konzept bietet den bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung erörterten Vorteile.
[0054] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abgas-Wärmetausch-Einheit
sind Gegenstand der Ansprüche 67 bis 79. Diese Ausführungsformen weisen die im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits
erörterten Vorteile auf.
[0055] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung
und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen:
[0056] In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 3
- einen Querschnitt AA (Fig. 1) durch einen Abgasreinigungsreaktor;
- Fig. 4
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit;
- Fig. 5
- ein zweites Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit;
- Fig. 6
- ein drittes Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit;
- Fig. 7
- ein viertes Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit;
- Fig. 8
- eine erste Variante einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der
Abgas-Wärmetausch-Einheit gemäß des vierten Ausführungsbeispiels;
- Fig. 9
- eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der erfindungsgemäßen
Abgas-Wärmetausch-Einheit gemäß des vierten Ausführungsbeispiels;
- Fig. 10a
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines Raschigrings;
- Fig. 10b
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines Raschigrings in schematischer Darstellung und
- Fig. 11
- eine Variante einer Ausführungsform mit einer Pumpe mit zwei Ausgängen.
[0057] Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet.
[0058] Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nutzung der
Restwärme, welche die restliche fühlbare und die latente Wärme umfaßt, eines Abgases
einer Feuerungsanlage 12 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt und als Ganzes mit
10 bezeichnet. Die Feuerungsanlage umfaßt einen Brenner 14 und einen Heizkessel 16,
in dem Heizwasser durch den Brenner 14 aufgeheizt wird. Der Brenner 14 wird mit fossilen
Brennstoffen, insbesondere Öl, betrieben.
[0059] Das Heizwasser strömt in einem Heizkreis, welcher in Fig. 1 als Ganzes mit 18 bezeichnet
ist. Das im Heizkessel 16 erhitzte Heizwasser strömt in einem Heizwasser-Vorlauf 20
zu einer Heizkörperanordnung 22, durch die das Heizwasser Wärme beispielsweise an
zu beheizende Räume abgibt. Von der Heizkörperanordnung 22 strömt das Heizwasser in
einem Heizwasser-Rücklauf 24 dem Heizkessel 16 zu, so daß der Heizkreis 18 geschlossen
ist.
[0060] Im Heizwasser-Rücklauf 24 ist ein Temperaturfühler 26 angeordnet, der die Temperatur
des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf 24 ermittelt. In einem Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28, welcher bezogen auf die Strömungsrichtung des Heizwassers im Heizkreis 18 nach
dem Temperaturfühler 26 angeordnet ist, kann das Heizwasser im Heizwasser-Rücklauf
24 Warme von einem Zwischenträgermedium aufnehmen.
[0061] Von einem Feuerraum der Feuerungsanlage 12 führt eine Abgasleitung 30 für bei der
Verbrennung entstandenem Abgas zu einem Restwärmetauscher 32.
[0062] Bei dem Restwärmetauscher handelt es sich insbesondere um einen Monodispers-Restwärmetauscher.
Ein solcher Monodispers-Restwärmetauscher ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 195 43 452.8-16 der gleichen Anmelderin und in
der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 195 43
449.8-16 der gleichen Anmelderin beschrieben. Auf diese beiden Anmeldungen wird hier
ausdrücklich Bezug genommen.
[0063] Die Abgasleitung 30 mündet an einem Eintritt 34a in den Restwärmetauscher 32. Bei
der in Fig. 1 gezeigten Variante eines Ausführungsbeispieles ist der Eintritt 34a
bezogen auf die Schwerkraftrichtung in einem oberen Bereich des Restwärmetauschers
32 und unterhalb eines Verteilers 36 für Zwischenträgermedium angeordnet, so daß das
Abgas und das Zwischenträgermedium in einem Wärmetauschraum 37 des Restwärmetauschers
32 parallel geführt sind.
[0064] Der Restwärmetauscher 32 weist an seinem unteren Ende einen Austritt 38a auf, welcher
oberhalb eines Sumpfes 40 für Zwischenträgermedium angeordnet ist. Von dem Austritt
38a führt eine Abgasleitung 43 zu einem Abgasreinigungsreaktor 42.
[0065] Der Abgasreinigungsreaktor weist in einem unteren Bereich einen Eintritt 44 für Abgas
auf. Dieser Eintritt ist oberhalb eines Sumpfes 46 für Reinigungsmedium angeordnet.
[0066] Abgas, welche den Abgasreinigungsreaktor 42 durchströmt, wird in einem oberen Bereich
des Abgasreinigungsreaktors mittels einer Abführungsleitung 48 abgeführt. Die Abführungsleitung
48 ist beispielsweise mit einem Schornstein (in der Fig. nicht gezeigt) verbunden.
[0067] Die Abführungsleitung 48 weist einen Temperaturwechsler 50 auf, welcher in der Abgasleitung
30 angeordnet ist. Durch diesen Temperaturwechsler 50 kann den Abgasreinigungsreaktor
42 verlassendes gereinigtes Abgas mittels von der Feuerungsanlage 12 kommendem Abgas
nacherwärmt werden, um ein Durchnässen des Schornsteins durch das Abgas zu vermeiden.
[0068] Das Zwischenträgermedium, welches in dem Wärmetauschraum 37 des Restwärmetauschers
32 Wärme aus dem Abgas aufnimmt und dieses in dem Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 an Heizwasser im Heizwasser-Rücklauf 24 abführt, ist in einem ersten Kreislauf
54 geführt.
[0069] Dieser erste Kreislauf 54 umfaßt eine Leitung 56, durch die Zwischenträgermedium
mittels eines Austritts 58 aus dem Sumpf 40 des Restwärmetauschers 32 zu einem Eingang
des Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauschers 28 strömt. Von einem Ausgang dieses
Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauschers 28 strömt das Zwischenträgermedium
über eine Leitung 60 zu einem ersten Eingang einer Zusammenführung 62. Ein Ausgang
dieser Zusammenführung 62 ist mit einem Neutralisator 64 verbunden, der der Neutralisierung
saurer Strömungsmedium-Komponenten dient und zu diesem Zweck beispielsweise mit Hydrolit
gefüllt ist, welches einen MgO-Gehalt von ungefähr 75 % aufweist und als weitere Bestandteile
Wasser, Kohlendioxid sowie Spuren von Kalzium-, Eisen-, Aluminium- und Siliziumoxid
umfaßt.
[0070] Von dem Neutralisator 64 führt eine weitere Leitung 66 zu einem Filter 68, welches
eine Maschenweite von beispielsweise weniger als 100 µm aufweist und zum Ausfiltern
von Festkörperbestandteilen aus dem Strömungsmedium dient.
[0071] Das Filter 68 kann auch in den Neutralisator 64 integriert sein, wobei dann die Leitung
66 entfällt.
[0072] Von dem Filter 68 führt eine weitere Leitung 70 zu einem Luftinjektor 72. Dieser
dient der Oxidation von in dem Strömungsmedium gelösten Sulfit-Ionen zu ungiftigen
Sulfat-Ionen mittels Luft, die dem Luftinjektor 72 über eine an diesem angeschlossene
Luftzuführleitung 74 zugeführt wird.
[0073] Der Luftinjektor 72 ist innerhalb des ersten Kreislaufs 54 für das Zwischenträgermedium
in Strömungsrichtung hinter dem Neutralisator 64 angeordnet, um eine Luftsiphonbildung
im Neutralisator 64 durch in dem Luftinjektor 72 injizierte Oxidationsluft zu vermeiden.
[0074] Vom Luftinjektor 72 führt eine weitere Leitung 76 zu einem Eingang einer Abzweigung
78. Von einem ersten Ausgang dieser Abzweigung 78 führt eine Leitung 80 zu einem saugseitigen
Eingang einer Zwischenträgermedium-Pumpe 82, welche der Beförderung des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf 54 dient.
[0075] Von einem druckseitigen Ausgang der Zwischenträgermedium-Pumpe 82 führt eine weitere
Leitung 84 zu einem Eingang eines Massestrom-Steuerorgans 86. Dieses dient dazu, den
Massestrom an Zwischenträgermedium im ersten Kreislauf 54 zu steuern. Dazu ist das
Massestrom-Steuerorgan 86 mit einer Steuerungs- und Regelungseinheit 88 verbunden
(die Verbindung ist in der Fig. nicht gezeigt).
[0076] Von einem Ausgang des Massestrom-Steuerorgans 86 führt eine weitere Leitung 90 zu
einem Eintritt 92 für Zwischenträgermedium in den Restwärmetauscher 32. Dadurch wird
das Zwischenträgermedium dem Verteiler 36 zugeführt, der insbesondere als Düsenplatte
ausgebildet sein kann, so daß das Zwischenträgermedium den Restwärmetauscher 32 durchströmt
und aus dem Abgasstrom, welcher durch den Restwärmetauscher 32 strömt, im Wärmetauschraum
37 fühlbare und latente Wärme aufnimmt. Dieses erwärmte Zwischenträgermedium sammelt
sich im Sumpf 40 an und wird mittels des Austritts 58 abgeführt.
[0077] Im Bereich des Sumpfes 40 weist der Restwärmetauscher 32 einen Überlauf 94 für Zwischenträgermedium
auf.
[0078] Ein Reinigungsmedium, welches aus dem gleichen Medium gebildet ist wie das Zwischenträgermedium,
strömt in einem zweiten Kreislauf 96. Der zweite Kreislauf 96 umfaßt einen Führungsabschnitt
98, welcher aus der Verbindung zwischen dem Ausgang der Zusammenführung 62 und dem
Neutralisator 64, der Leitung 66, dem Filter 68, der Leitung 70, dem Luftinjektor
72 und der Leitung 76 gebildet ist. Der Führungsabschnitt 98 ist dem ersten Kreislauf
54 für das Zwischenträgermedium und dem zweiten Kreislauf 96 für das Reinigungsmedium
gemeinsam, so daß das Strömungsmedium, welches den Führungsabschnitt 98 durchströmt
und dessen saure Strömungsmedium-Komponenten dort neutralisiert werden, durch eine
Zusammenführung von Zwischenträgermedium und Reinigungsmedium gebildet ist.
[0079] Von einem zweiten Ausgang der Zusammenführung 78 führt eine Leitung 100 zu einem
saugseitigen Eingang einer Pumpe 102, durch welche das Reinigungsmedium im zweiten
Kreislauf 96 befördert wird. Von einem druckseitigen Ausgang der Pumpe 102 führt eine
Leitung 104 zu einem Eingang eines Massestrom-Steuerorgans 106, welches zur Steuerung
des Massestroms an Reinigungsmedium durch den zweiten Kreislauf 96 dient. Von einem
Ausgang des Massestrom-Steuerorgans 106 führt eine Leitung 108 zu dem Abgasreinigungsreaktor
42 und mündet über einen Eintritt 110 in einen oberen Bereich des Abgasreinigungsreaktors
42. Das Massestrom-Steuerorgan 106 ist mit der Steuerungs- und Regelungseinheit 88
verbunden, welche den Massestrom des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf 96 steuert.
[0080] Von dem Eintritt 110 führt eine Leitung 112 im Abgasreinigungsreaktor 42 zu einem
Verteiler 114, welcher in der Nähe eines oberen Endes des Abgasreinigungsreaktors
42 angeordnet ist. Der Verteiler 114 dient zur Feinverteilung und insbesondere zur
Tropfendispergierung des Reinigungsmediums, um eine große Kontaktoberfläche zwischen
dem Reinigungsmedium und dem den Abgasreinigungsreaktor 42 durchströmenden und zu
reinigenden Abgas zu ermöglichen.
[0081] In einer Variante einer Ausführungsform ist, wie in Fig. 3 dargestellt, der Verteiler
114 durch ein Verteilerkreuz 115 gebildet. Das Verteilerkreuz 115 umfaßt mehrere Arme
116, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind, beispielsweise acht Arme, die
in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind. Jeder Arm weist Öffnungen 118
auf, durch die Reinigungsmedium in einen Reinigungsraum 120 des Abgasreinigungsreaktors
42 sprühbar ist. Die Arme 116 dienen dabei als Zuführungsleitungen für die Öffnungen
118.
[0082] Die Arme 116 schneiden sich in einem Zentrum 122, welches insbesondere auf einer
Achse des Abgasreinigungsreaktors 42 liegt. Dieses Zentrum 122 ist mit der Leitung
112 für Reinigungsmedium verbunden, so daß durch diese den Armen 116 Reinigungsmedium
zuströmbar ist.
[0083] Im Reinigungsraum 120 des Abgasreinigungsreaktors 42 sind Fließelemente 124 angeordnet,
die dazu dienen, die Kontaktfläche zwischen zu reinigendem Abgas und dem Reinigungsmedium
zu vergrößern und die Kontaktzeit für den Stoffaustausch zwischen Abgas und flüssigem
Reinigungsmedium zu erhöhen.
[0084] In einer Variante einer Ausführungsform (Fig. 1) sind die Fließelemente 124 durch
Böden 125 gebildet, welche im Reinigungsraum 120 in einem vertikalen Abstand voneinander
angeordnet sind und Öffnungen aufweisen, durch die Abgas durch die Böden 125 durch
den Reinigungsraum 120 des Abgasreinigungsreaktors strömen kann.
[0085] In einer weiteren Variante einer Ausführungsform sind die Fließelemente 124 durch
Zylinder gebildet, die mit Raschigringen 127 (Fig. 10a, 10b) gefüllt sind, wobei eine
Zylinderachse 126 der Raschigringe 124, welche im Reinigungsraum 120 angeordnet sind,
parallel zu der Achse des Abgasreinigungsreaktors 42 ausgerichtet sind.
[0086] Die Raschigringe weisen einen äußeren Zylindermantel 128 und eine Innenfläche 130
auf. Es kann auch vorgesehen sein, daß im Innern eines Raschigrings (Fig. 10b) eine
oder mehrere Innenwände 132 zur weiteren Vergrößerung der Innenfläche 130 diametral
angeordnet sind.
[0087] Die Raschigringe 127 dienen dazu, die Kontaktoberfläche zwischen dem über die Raschigringe
127 fließenden Reinigungsmedium und dem durch oder über Zwischenräume der Raschigringe
127 strömenden Abgas zu vergrößern.
[0088] Es kann auch vorgesehen sein, daß in dem Reinigungsraum 120 des Abgasreinigungsreaktors
42 Drahtformkörper oder keramische Formkörper zur Vergrößerung der Kontaktoberfläche
und zur Erhöhung der Kontaktzeit zwischen Abgas und Reinigungsmedium angeordnet sind.
[0089] In einem unteren Bereich des Abgasreinigungsreaktors 42 ist der Sumpf 46 für flüssiges
Reinigungsmedium. Über einen Austritt 134 und eine Leitung 136 ist der Abgasreinigungsreaktor
42 mit einem zweiten Eingang der Zusammenführung 62 verbunden, so daß Reinigungsmedium
aus dem Abgasreinigungsreaktor 42 in den Führungsabschnitt 98 strömen kann, wo es
sich mit dem Zwischenträgermedium aus der Leitung 60 vermischt und in dem Neutralisator
64 neutralisiert wird.
[0090] Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 arbeitet wie folgt:
[0091] Heizwasser, welches in dem Heizkessel 16 erwärmt wird, gelangt mittels des Heizwasser-Vorlaufs
20 in die Heizkörperanordnung 22 und gibt beim Durchlaufen der Heizkörperanordnung
22 Wärme ab. Durch den Heizwasser-Rücklauf 24 kehrt das Heizwasser über den Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 zum Heizkessel 16 zurück, wobei es in dem Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 Wärme aus dem Zwischenträgermedium aufnimmt.
[0092] Der Temperaturfühler 26 ermittelt zur Steuerung des Massestroms des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf 54 die Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf 24 und
meldet diesen Temperaturwert der Steuerungs- und Regelungseinheit 88.
[0093] Während Betriebsphasen des Brenners 14 der Feuerungsanlage 12 entsteht durch Verbrennung
des Brennstoffes, insbesondere Öl oder Kohle, im Brenner 14 ein Abgas, das durch die
Abgasleitung 30 zum Restwärmetauscher 32 strömt.
[0094] Die Strömungsrichtung des Abgases ist in Fig. 1 mit Pfeilen angegeben.
[0095] Das Zwischenträgermedium im ersten Kreislauf 54 wird unter einem geringen Überdruck,
der beispielsweise in der Größenordnung von 1 mbar oder darüber liegt, durch den Verteiler
36, welcher insbesondere als Düsenplatte ausgebildet ist, in den Wärmetauschraum 37
des Restwärmetauschers 32 geführt.
[0096] Aus Düsenbohrungen der Düsenplatte tritt ein frei durch den Wärmetauschraum 37 fallender
Zwischenträgermediumstrahl aus, der nach Durchfallen eine Zerfallslänge in die Tropfen
eines Zwischenträgermediumsprays zerfällt.
[0097] Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Zerfallslänge gegenüber bekannten Verfahren
verlängerbar, da der Massestrom durch den Restwärmetauscher geringer ist. Dadurch
wird die Verweilzeit des Zwischenträgermediums im Restwärmetauscher erhöht.
[0098] Unmittelbar nach Eintritt des heißen Abgases aus der Abgasleitung 30 in den Restwärmetauscher
32 kommt das Abgas in Kontakt mit den Tropfen des monodispersen Zwischenträgermediumsprays
und Wasser aus dem Abgas schlägt sich an den Tropfen des Zwischenträgermediums nieder.
Dabei wird fühlbare und latente Wärme gewonnen. Ein Teil des Niederschlags findet
auch am nicht zerfallenen Zwischenträgermediumstrahl statt.
[0099] Die gebildeten Wassertropfen strömen zusammen mit dem abgekühlten Abgas in Fallrichtung
des Kondensatsprays im Wärmetauschraum 37 nach unten, wobei sich das Abgas weiter
abkühlt. Die Temperatur des Zwischenträgermediums erhöht sich beim Durchlaufen des
Restwärmetauschers in einem Bereich zwischen ca. 5K und 20K.
[0100] Im Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher 28 gibt das Zwischenträgermedium
die aufgenommene Wärme nahezu vollständig an das Heizwasser im Heizwasserrücklauf
24 ab, da das erfindungsgemäße Verfahren für einen optimalen Übertragungswirkungsgrad
sorgt. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 88 steuert dabei über das Massestrom-Steuerorgan
86 den Massestrom des Zwischenträgermediums in dem ersten Kreislauf 54.
[0101] In dem Führungsabschnitt 90 wird das Zwischenträgermedium neutralisiert und gereinigt,
wodurch gleichzeitig teilweise eine Reinigung das den Restwärmetauscher durchströmenden
Abgases erfolgt. Der wesentliche Reinigungsschritt für das Abgas erfolgt bei Durchlaufen
des Abgasreinigungsreaktors 42.
[0102] Das Abgas, das den Restwärmetauscher 32 durchströmt hat, wird dem Abgasreinigungsreaktor
42 zugeführt und in welchen es über den Eintritt 44 in einem unteren Bereich eintritt.
Das zu reinigende Abgas strömt entgegen der Schwerkraftrichtung und entgegen der Fließrichtung
des Reinigungsmediums nach oben, wobei es in Kontakt mit dem Reinigungsmedium gebracht
wird.
[0103] Das Reinigungsmedium wird im Abgasreinigungsreaktor 42 mittels des Verteilers 114
in Tropfen dispergiert und strömt über die Fließelemente 124 durch den Reinigungsraum
120 des Abgasreinigungsreaktors 42.
[0104] Das Reinigungsmedium wäscht dabei im Abgas gelöste Verunreinigungen, insbesondere
Schwefeldioxid aus. Das Reinigungsmedium mit den ausgewaschenen Verunreinigungen sammelt
sich in dem Kondensatsumpf 46 und wird von dort dem Führungsabschnitt 98 zugeführt.
In dem Neutralisator 64 wird durch Zugabe von Neutralisationsmitteln (beispielsweise
Hydrolit) ein pH-Wert des Strömungsmediums, welches durch die Zusammenführung von
Zwischenträgermedium aus dem ersten Kreislauf 54 und von Reinigungsmedium aus dem
zweiten Kreislauf 96 entstanden ist, zwischen ungefähr 6 und ungefähr 7 eingestellt.
[0105] Dies ist insbesondere bei der Verwendung von schwefelhaltigen Brennstoffen im Brenner
14 von Vorteil, da das heiße Abgas in diesem Falle SO
2 enthält, das sich im Reinigungsmedium bzw. Zwischenträgermedium löst und dieses sauer
und äußerst korrosiv macht. Saures Zwischenträgermedium würde den Restwärmetauscher
32 und die übrigen Bestandteile des ersten Kreislaufes 54 korrodieren und überdies
von metallischen Spurenelementen herrührende Metalloxidkomponenten aus dem Abgas lösen,
was zu einer hohen Metallkonzentration im Kondensat und zu einer Zerstörung des Restwärmetauschers
32 führen könnte.
[0106] Das neutralisierte Strömungsmedium wird im Kondensatfilter 68 gefiltert und gelangt
in den Luftinjektor 72, wo ihm durch die Luftzuführleitung 74 ein Luftstrom zugeführt
wird, durch den gegebenenfalls im Kondensat gelöste Sulfitionen zu ungiftigen Sulfationen
oxidiert werden. Eine Luftzuführung ist insbesondere erforderlich, wenn die Luftzahl
der Verbrennung im Brenner 14 nahe bei dem stöchiometrischen Wert liegt. Liegt dies
nicht vor, dann kann auf eine Luftinjektion verzichtet werden, da zur Oxidation der
Metallsulfitkomponenten noch genügend Sauerstoff im Abgas ist.
[0107] An der Abzweigung 78 wird das Strömungsmedium getrennt in das Zwischenträgermedium,
das in dem ersten Kreis 54 strömt und in das Reinigungsmedium, das im zweiten Kreislauf
96 strömt.
[0108] Die Steuerungs- und Regelungseinheit 88 regelt dabei den Massestrom des Reinigungsmediums
im zweiten Kreislauf 96 so, daß er in einem Bereich zwischen dem etwa 2,8-fachen und
dem etwa 25-fachen des Massestroms des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf 54
liegt. Vorzugsweise liegt dabei der Massestrom des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf
96 beim etwa siebenfachen des Massestroms des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf
54. Solche Massestromverhältnisse gewährleisten, daß eine optimale Reinigung und Entschwefelung
des Abgases erreicht wird, wobei die Entschwefelungsraten bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren 99 % und mehr betragen können, und daß andererseits eine optimale Wärmeaufnahme
des Zwischenträgermediums aus dem Abgas erfolgt.
[0109] Die Temperaturspreizung des Zwischenträgermediums im Restwärmetauscher liegt im Größenbereich
zwischen etwa 5 K bis 20 K und bei den so gewählten Masseverhältnissen liegt die Temperaturspreizung
zwischen Eintritt und Austritt des Abgases in dem Abgasreinigungsreaktor kleiner als
etwa 0,1 K. Dadurch ergibt sich ein Verhältnis der Temperaturspreizungen des Zwischenträgermediums
im Restwärmetauscher 32 beim Eintritt und Austritt zu derjenigen der Temperaturspreizung
des Abgases im Abgasreinigungsreaktor 42 im Bereich zwischen ca. 2000 und ca. 25000.
[0110] Das mittels der Abführungsleitung 48 aus dem Abgasreinigungsreaktor 42 abgeführte
und gereinigte Abgas wird über den Temperaturwechsler 50 mit heißem Abgas in der Abgasleitung
30 nacherwärmt, um ein Durchnässen des Schornsteins zu vermeiden.
[0111] In einer Variante einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden zur Abscheidung
von Restwasser aus dem Abgas Drahtsiebe eingesetzt (in der Fig. nicht gezeigt), die
in der Abführungsleitung 48 angeordnet sind.
[0112] In einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches in
Fig. 2 in schematischer Darstellung gezeigt ist, führt die Abgasleitung 30 von der
Feuerungsanlage 12 über einen Eintritt 34b in einen unteren Bereich des Restwärmetauschers
32 und über einen Austritt 38b führt die Abgasleitung 43 aus einem oberen Bereich
des Restwärmetauschers 32 in den Abgasreinigungsreaktor 42. Im übrigen ist die Anordnung
der einzelnen Komponenten der Vorrichtung wie bereits oben beschrieben.
[0113] Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante ist erfindungsgemäß kein Temperaturwechsler
zwischen der Abgasleitung 30 für Abgas aus der Feuerungsanlage 12 und zwischen der
Abführungsleitung 48 für gereinigtes Abgas vorgesehen.
[0114] Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel einer Ausführungsform erfolgt die Wärmeaufnahme
durch das Zwischenträgermedium aus dem Abgas in dem Restwärmetauscher 32 folgendermaßen:
[0115] Das Zwischenträgermedium wird unter einem geringen Überdruck durch die Düsenbohrungen
des Verteilers 36 in den Wärmetauschraum 37 geführt.
[0116] Aus jeder der Düsenbohrungen tritt ein frei durch den Wärmetauschraum 37 fallender
Kondensatstrahl aus, der nach Durch-fallen einer Zerfallslänge in die Tropfen eines
Zwischenträgermediumsprays zerfällt.
[0117] Der Abgasstrom wird in entgegengesetzter Richtung zum Zwischenträgermediumstrom durch
den Restwärmetauscher 32 geführt. Unmittelbar nach Eintritt des heißen Abgases aus
der Abgasleitung 30 durch den Eintritt 34b in einen knapp oberhalb des Sumpfes 40
liegenden Bereiches kommt das Abgas im Wärmetauschraum 37 mit den Tropfen des monodispersen
Zwischenträgermediumsprays in Kontakt. Dabei schlägt sich Wasser aus dem Abgas an
den Tropfen nieder und es wird latente und fühlbare Wärme gewonnen.
[0118] Das abgekühlte Abgas mit dem darin noch enthaltenen Wasserdampf strömt gegen die
Fallrichtung des Zwischenträgermediumsprays im Wärmetauschraum 37 nach oben, wobei
sich das Abgas weiter abkühlt, so daß im oberen, dem Verteiler 36 benachbarten Bereich
des Wärmetauschraums 37 der im Abgas mitgeführte Wasserdampf an den Tropfen des Zwischenträgermediumsprays
oder am Zwischenträgermediumstrahl kondensiert, wobei der im ersten Kreislauf 54 zirkulierende
Zwischenträgermedium-Massestrom die im Dampf enthaltene latente Wärme aufnimmt.
[0119] Die Menge des im oberen Bereich des Wärmetauschraumes 37 kondensierenden Wasserdampf
ist größer als die Menge des im unteren Bereich des Wärmetauschraums 37 verdampften
Kondensats, so daß im Ergebnis der mit dem Abgas in dem Restwärmetauscher 32 gelangte
Wasserdampf zumindest teilweise kondensiert und dabei latente Wärme an den Zwischenträgermedium-Massestrom
im ersten Kreislauf 54 abgibt.
[0120] Die durchschnittliche Tropfengröße des monodispersen Zwischenträgermediumsprays ist
in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Wärmetauschraum 37
dabei so gewählt, daß die Tropfen nicht durch den Abgasstrom aus dem Wärmetauschraum
37 durch den Abgasaustritt 38b mitgerissen werden.
[0121] Das Abgas wird von dem Austritt 38b dem Restwärmetauscher 42 zugeführt.
[0122] Ansonsten funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
wie oben für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
[0123] In einer Variante des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen,
daß in dem Führungsabschnitt 98 eine Pumpe 138 mit einem ersten Ausgang 140 und einem
zweiten Ausgang 142 angeordnet ist (Fig. 11).
[0124] Durch eine solche Pumpe 138 kann auf die Pumpe 82 für das Zwischenträgermedium im
ersten Kreislauf 54 und die Pumpe 102 für das Reinigungsmedium im zweiten Kreislauf
96 verzichtet werden.
[0125] Bei der Pumpe 138 handelt es sich insbesondere um eine zweistufige Pumpe.
[0126] Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein (in der Fig. nicht gezeigt), daß die
Pumpe 138 ein Niederdruck-Booster aufweist, wobei der kleinere Massestrom des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf 54 auf einem höheren Druckniveau liegt und den größeren Massestrom
des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf 96 bis auf eine Höhe des Verteilers 114
des Abgasreinigungsreaktors 42 ansaugt, und der Massestrom des Reinigungsmediums dann
unter Schwerkraftwirkung durch den Abgasreinigungsreaktor 42 strömt.
[0127] Ansonsten arbeitet diese Variante des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie bereits oben beschrieben.
[0128] In einer Variante einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es
vorgesehen, daß diese eine Abgas-Wärmetausch-Einheit, welche in den Fig. 4 bis 7 mit
144a bis 144 d bezeichnet ist, aufweist, die einen Abgasreinigungsreaktor 146 und
einen Restwärmetauscher 148 umfaßt.
[0129] In einem ersten Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit 144, welche in
Fig. 4 in schematischer Darstellung gezeigt ist, ist der Restwärmetauscher 148 koaxial
zu dem Abgasreinigungsreaktor 146 um diesen angeordnet.
[0130] Der Abgasreinigungsreaktor 146 und der Restwärmetauscher 148 ist dabei jeweils so
aufgebaut und arbeitet so, wie oben beschrieben. Durch die Anordnung in einer Abgas-Wärmetausch-Einheit
144a ergibt sich jedoch eine kompakte Bauweise, da insbesondere auf die Abgasleitung
43 verzichtet werden kann.
[0131] Bei dem in Fig. 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispieles einer Abgas-Wärmetausch-Einheit
144a durchströmt das Abgas den Restwärmetauscher in Schwerkraftrichtung. In einem
unteren Bereich weist der Restwärmetauscher 148 über einen inneren Umfang gleichmäßig
in einem Bogenabstand angeordnete Schlitze 150 auf, durch die im Restwärmetauscher
148 abgekühltes Abgas in den Abgasreinigungsreaktor 146 strömen kann. Das Abgas durchläuft
dann in Gegenrichtung zur Strömungsrichtung des Reinigungsmediums, welches über die
Leitung dem Verteiler 114 zugeführt wird, den Abgasreinigungsreaktor 146, um aus dem
Abgas bei der Verbrennung entstandene Verunreinigungen und insbesondere Schwefeldioxid
auszuwaschen.
[0132] Der Abgasreinigungsreaktor 146 weist dabei Fließelemente 124 auf, um die Kontaktoberfläche
zwischen dem Abgas und dem Reinigungsmedium und die Kontaktzeit zwischen dem Abgas
und dem Reinigungsmedium zu erhöhen.
[0133] Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Abgas-Wärmetausch-Einheit 144a umfaßt,
arbeitet wie oben beschrieben.
[0134] Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, daß der Abgasreinigungsreaktor 146
koaxial zu dem Restwärmetauscher um diesen angeordnet ist (Fig. 5). Dies hat den Vorteil,
daß die Fläche für den Kontakt zwischen dem Abgas und dem Reinigungsmedium durch einen
Ringmantel 152 des Restwärmetauschers 148 vergrößert wird.
[0135] Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel einer Abgas-Wärmetausch-Einheit 144b (Fig.
5) sind ein oder mehrere Eintritte 34a für das von der Feuerungsanlage 12 kommende
Abgas in einem oberen Bereich des Restwärmetauschers 148 angeordnet, so daß das Abgas
in dem Wärmetauschraum 37 des Restwärmetauschers 148 parallel zur Strömungsrichtung
des Zwischenträgermediumsprays strömt.
[0136] Die erfindungsgemäße Abgas-Wärmetausch-Einheit 144b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
arbeitet bezüglich ihres Restwärmetauschers 148 und ihrem Abgasreinigungsreaktor 146
wie oben beschrieben.
[0137] In einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgas-Wärmetausch-Einheit
144c (Fig. 6) ist der Abgasreinigungsreaktor 146 bezogen auf die Schwerkraftrichtung
oberhalb des Restwärmetauschers 148 angeordnet. Die Abgasleitung 30 mündet über den
Eintritt 34b in einen unteren Bereich des Restwärmetauschers 148, so daß das Abgas
im Restwärmetauscher 148 in Gegenrichtung zu dem Zwischenträgermediumspray strömt.
[0138] An einem oberen Ende weist der Restwärmetauscher Schlitze 150 auf, durch die Abgas
über einen Ringkanal 154 in den Abgasreinigungsreaktor 126 führbar ist.
[0139] Diese erfindungsgemäße Abgas-Wärmetausch-Einheit 144 c hat den Vorteil, daß im Restwärmetauscher
148 das Abgas und das Zwischenträgermediumspray in Gegenrichtung führbar sind. Der
Restwärmetauscher 148 und der Abgasreinigungsreaktor 146 arbeiten dabei wie bereits
oben beschrieben.
[0140] In einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgas-Wärmetausch-Einheit
144d (Fig. 7) ist der Abgasreinigungsreaktor 146 bezogen auf die Schwerkraftrichtung
oberhalb des Restwärmetauschers 148 angeordnet, und die Abgasleitung 30 mündet über
den Eintritt 34b in einen unteren Bereich des Restwärmetauschers 148, so daß Abgas
in Gegenrichtung zu dem Zwischenträgermediumspray durch den Restwärmetauscher 148
führbar ist.
[0141] Über Schlitze 150, welche in einem oberen Bereich des Restwärmetauschers 148 angeordnet
sind und einen Ringkanal 154 ist dem Abgasreinigungsreaktor zu reinigendes Abgas aus
dem Restwärmetauscher 148 zuführbar.
[0142] Der Reinigungsraum 120 des Abgasreinigungsreaktors 146 ist dabei durch ein Durchströmelement
156 gegenüber dem Restwärmetauscher 148 abgegrenzt. Das Durchströmelement 156 weist
Öffnungen 158 auf, durch die Reinigungsmedium nach unten in Richtung des Restwärmetauschers
148 strömen kann.
[0143] In einem unteren Bereich weist der Abgasreinigungsreaktor 146 einen Sammelbereich
160 auf, in dem sich aus dem Reinigungsbereich 120 über das Durchströmelement 156
kommendes Reinigungsmedium sammelt.
[0144] Das Reinigungsmedium des Sammelbereichs 160 steht an einer Düsenplatte 162 des Restwärmetauscher
148 an, wobei es beim Durchströmen der Düsenplatte 162 in ein monodisperses Zwischenträgermediumspray
dispergiert wird. Dadurch wird die erfindungsgemäße Abgas-Wärmetausch-Einheit 144d
des vierten Ausführungsbeispiels durch ein Trägermedium durchströmt, welches sowohl
als Reinigungsmedium als auch als Zwischenträgermedium wirkt.
[0145] Der Abgasreinigungsreaktor 146 der Abgas-Wärmetausch-Einheit 144d weist in einem
vorgegebenen vertikalen Abstand 164 von der Düsenplatte 162 einen Austritt 166 auf,
durch den Trägermedium in eine Leitung 168 abführbar ist. Die Leitung 168 führt dabei
zu dem Neutralisator 66.
[0146] Durch den Austritt 166 wird ein Massestrom an Trägermedium aus der Abgas-Wärmetausch-Einheit
144d abgezweigt, wobei dieser Massestrom durch die Höhe 164 und durch die Anzahl und
durch die Durchmesser von Bohrungen der Düsenplatte 162 bestimmt ist.
[0147] Die erfindungsgemäße Abgas-Wärmetausch-Einheit 144d erlaubt einen vereinfachten Aufbau
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nutzung der Restwärme eines Abgases (Fig.
8,9). Der Heizkreis 18 ist dabei grundsätzlich so aufgebaut, wie für das erste und
das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nutzung der Restwärme
beschrieben. Gleich aufgebaut ist ebenfalls die Zuführung von Abgas von der Feuerungsanlage
zu dem Restwärmetauscher 148 der Abgas-Wärmetausch-Einheit 144d.
[0148] Von dem Austritt 166 des Abgasreinigungsreaktors 146 führt die Leitung 168 zu einem
ersten Eingang einer Zusammenführung 170. Die Leitung 60 führt von dem Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 zu einem zweiten Eingang der Zusammenführung 170. Von dort durchläuft das Trägermedium
einen Führungsabschnitt 172, in dem das Zwischenträgermedium und das Reinigungsmedium
gemeinsam geführt werden. Dieser Führungsabschnitt 172 umfaßt die Leitung zwischen
der Zusammenführung 170 und dem Neutralisator 64, die Leitung 66, den Filter 68, die
Leitung 70, den Luftinjektor 72, eine Leitung 174 zwischen dem Luftinjektor 72 und
einem saugseitigen Eingang einer Pumpe 176, eine Leitung 178 zwischen einem druckseitigen
Ausgang der Pumpe 176 und dem Verteiler 114 des Abgasreinigungsreaktors 146 und die
Führungsstrecke für das Trägermedium zwischen dem Verteiler 114 und dem Austritt 166
(Fig. 9).
[0149] Diese erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Abgas-Wärmetausch-Einheit 144d ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn der Strömungswiderstand im Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 und im Neutralisator 64 und im Filter 68 klein ist, so daß nur die Pumpe 176 benötigt
wird, um das Reinigungsmedium und das Zwischenträgermedium gemeinsam durch den Abgasreinigungsreaktor
146 und den Restwärmetauscher 148 zu führen.
[0150] Bei größerem Strömungswiderstand ist es erfindungsgemäß vorgesehen (Fig. 9), daß
eine Pumpe 180 in der Leitung 56 zwischen dem Austritt 58 des Restwärmetauschers 148
und einem Eintritt in den Zwischenträgermedium-HeizwasserWärmetauscher 28 angeordnet
ist. Das Zwischenträgermedium, das den Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
28 durchströmt hat, wird dabei durch eine Leitung 182 zu einem ersten Eingang einer
Zusammenführung 184 geführt. Zu einem zweiten Eingang der Zusammenführung 184 führt
eine Leitung 186 von dem Luftinjektor 72. Ansonsten ist die Vorrichtung so aufgebaut,
wie oben bereits beschrieben.
[0151] Bei dieser Variante eines Ausführungsbeispieles wird das von dem Restwärmetauscher
148 kommende Zwischenträgermedium nicht durch den Neutralisator 64 geführt, sondern
wird unneutralisiert mit dem aus dem Neutralisator 64 kommenden Teilstrom an der Zusammenführung
184 vermischt.
[0152] Dieses Verfahren ist vorteilhaft, wenn der durch den Neutralisator 64 geführte Teilstrom
am Ausgang des Neutralisators 64 nicht neutralisiert sondern basisch ist. Dies ist
beispielsweise durch lange Verweildauern im Neutralisator verursacht und wirkt sich
ungünstig auf den Betrieb aus, da insbesondere in Stillstandsphasen dadurch in der
Vorrichtung Ablagerungen entstehen können.
[0153] Der unneutralisierte Teilstrom trägt eine Schwefelvorlast, so daß er sauer ist. Durch
die Zumischung dieses sauren Teilstroms zu dem basischen Teilstrom an der Zusammenführung
184 erhält man den gewünschten Neutralisierungsgrad, der das Entstehen von Ablagerungen
vermindert.
1. Verfahren zur Nutzung der Restwärme, welche die restliche fühlbare und die latente
Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage, insbesondere einer Ölfeuerungsanlage,
bei dem das Abgas in einem Restwärmetauscher Wärme an ein Zwischenträgermedium abgibt
und das Zwischenträgermedium zumindest zeitweise Wärme an Heizwasser in einem Heizkreis
abgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas nach Durchströmen des Restwärmetauschers mit Wärmeabgabe an das Zwischenträgermedium
zur Reinigung einem Abgasreinigungsreaktor zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium in
einem ersten Kreislauf durch den Restwärmetauscher zur Wärmeaufnahme aus dem Abgas
geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reinigungsmedium
in einem zweiten Kreislauf durch den Abgasreinigungsreaktor zur Abgasreinigung geführt
wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenträgermedium ein Abgaskondensat ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reinigungsmedium aus dem gleichen Medium gebildet ist wie das Zwischenträgermedium.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium
und das Reinigungsmedium parallel in dem ersten und dem zweiten Kreislauf geführt
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im ersten
Kreislauf strömende Zwischenträgermedium neutralisiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das im zweiten
Kreislauf strömende Reinigungsmedium neutralisiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenträgermedium und das Reinigungsmedium durch einen Führungsabschnitt
strömt, welcher dem ersten und dem zweiten Kreislauf gemeinsam angehört.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium und
das Reinigungsmedium durch einen Neutralisator geführt wird, welcher in dem Führungsabschnitt
angeordnet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium
in dem ersten Kreislauf durch eine erste Pumpe befördert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmedium
in dem zweiten Kreislauf durch eine zweite Pumpe befördert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium
und das Reinigungsmedium durch eine gemeinsame Pumpe befördert werden, welche in dem
gemeinsamen Führungsabschnitt des ersten und des zweiten Kreislaufs angeordnet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Pumpe einen
ersten Ausgang zur Beförderung von Zwischenträgermedium im ersten Kreislauf und einen
zweiten Ausgang zur Beförderung von Reinigungsmedium im zweiten Kreislauf aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Pumpe
bezogen auf die Strömungsrichtung nach dem Neutralisator angeordnet ist.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenträgermedium Heizwasser in einem Heizwasser-Rücklauf des Heizkreises erwärmt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Massestrom des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf
gesteuert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Nutzung der Restwärme
des Abgases bewirkte Erwärmung des Zwischenträgermediums im Bereich von ungefähr 5K
bis ungefähr 20K liegt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Massestrom
des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf im Bereich vom ungefähr 2,8-fachen bis
ungefähr 25-fachen des Massestroms des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Massestrom des Reinigungsmediums
im zweiten Kreislauf beim ungefähr siebenfachen des Massestroms des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf ist.
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Restwärmetauscher ein Monodispers-Restwärmetauscher ist.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenträgermedium in Schwerkraftrichtung durch den Restwärmetauscher geführt wird.
23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abgas in Gegenrichtung zur Führungsrichtung des Zwischenträgermediums durch den Restwärmetauscher
geführt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas
parallel zur Führungsrichtung des Zwischenträgermediums durch den Restwärmetauscher
geführt wird.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reinigungsmedium in Schwerkraftrichtung durch den Abgasreinigungsreaktor geführt wird.
26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abgas entgegen der Führungsrichtung des Reinigungsmediums durch den Abgasreinigungsreaktor
geführt wird.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
in dem Abgasreinigungsreaktor gereinigte Abgas mittels des Abgases aus der Feuerungsanlage
nacherwärmt wird.
28. Vorrichtung zur Nutzung der Restwärme, welche die restliche fühlbare und die latente
Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage, insbesondere einer Ölfeuerungsanlage,
welche einen Restwärmetauscher umfaßt, in dem Abgas Wärme an ein Zwischenträgermedium
abgibt, und welche einen Heizkreis umfaßt, an den durch das Zwischenträgermedium Wärme
abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Reinigung des Abgases
einen Abgasreinigungsreaktor (42; 146) aufweist, welcher bezogen auf den Abgasstrom
nach dem Restwärmetauscher (32; 148) angeordnet ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) einen
ersten Kreislauf (54) aufweist, in dem das Zwischenträgermedium durch den Restwärmetauscher
(32;148) zur Wärmeaufnahme durch das Abgas führbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
(10) einen zweiten Kreislauf (96) aufweist, in dem ein Reinigungsmedium durch den
Abgasreinigungsreaktor (42;146) zur Abgasreinigung führbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium
und das Abgasreinigungsmedium aus dem gleichen Medium gebildet sind.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenträgermedium
ein Abgaskondensat ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Kreislauf (54) und der zweite Kreislauf (96) einen gemeinsamen Führungsabschnitt (98)
aufweisen.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Führungsabschnitt
(98) ein Neutralisator (64) angeordnet ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
ersten Kreislauf (54) eine Pumpe (82) zur Beförderung des Zwischenträgermediums angeordnet
ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
zweiten Kreislauf (96) eine Pumpe (102) zur Beförderung des Reinigungsmediums angeordnet
ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
gemeinsamen Führungsabschnitt (98) eine Pumpe (138) angeordnet ist, welche einen ersten
Ausgang (140) zur Beförderung des Zwischenträgermediums in dem ersten Kreislauf (54)
und einen zweiten Ausgang (142) zur Beförderung des Reinigungsmediums in dem zweiten
Kreislauf (96) aufweist.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß in einem
Heizwasser-Rücklauf (24) des Heizkreises (18) ein Zwischenträgermedium-Heizwasser-Wärmetauscher
(28) angeordnet ist.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
(10) eine Steuerungs- und Regelungseinheit (88) umfaßt, welche den Massestrom des
Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf (54) und den Massestrom des Reinigungsmediums
im zweiten Kreislauf (96) steuert.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinheit
(88) mit einem Temperaturfühler (26) verbunden ist, welcher im Heizwasser-Rücklauf
(24) angeordnet ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinheit
(88) mittels eines Massestrom-Steuerorgans (86) den Massestrom des Zwischenträgermediums
im ersten Kreislauf (54) in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizwassers im Heizwasser-Rücklauf
(24) so steuert, daß die durch Nutzung der Restwärme des Abgases bewirkte Erwärmung
des Zwischenträgermediums im Bereich von ungefähr 5K bis ungefähr 20K liegt.
42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinheit
(88) den Massestrom des Reinigungsmediums im zweiten Kreislauf (96) mittels eines
Massestrom-Steuerorgans (106) so steuert, daß er im Bereich vom ungefähr 2,8-fachen
bis ungefähr 25-fachen und vorzugsweise beim ungefähr siebenfachen des Massestroms
des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf (54) ist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Restwärmetauscher
(32;148) ein Monodispers-Restwärmetauscher ist.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Restwärmetauscher
(32;148) einen Eintritt (92) für Zwischenträgermedium aufweist, welcher bezogen auf
die Schwerkraftrichtung an oder in der Nähe eines oberen Endes des Restwärmetauschers
(32;148) angeordnet ist.
45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Restwärmetauscher
(32;148) einen Eintritt (34b) für Abgas aus der Feuerungsanlage (12) aufweist, welcher
so angeordnet ist, daß das Abgas in Gegenrichtung zum Zwischenträgermedium durch den
Restwärmetauscher (32) führbar ist.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Restwärmetauscher
(32) einen Eintritt (34a) für Abgas aus der Feuerungsanlage (12) aufweist, welcher
so angeordnet ist, daß das Abgas parallel zur Führungsrichtung des Zwischenträgermediums
durch den Restwärmetauscher (32) führbar ist.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(42;146) einen Eintritt (110) für Reinigungsmedium aufweist, welche bezogen auf die
Schwerkraftrichtung an oder in der Nähe eines oberen Endes des Abgasreinigungsreaktors
(42;146) angeordnet ist.
48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(42;146) einen in der Nähe seines oberen Endes angeordneten Reinigungsmedium-Verteiler
(114) aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Reinigungsmedium auf eine bezüglich
der Abgasreinigung aktive Reinigungsoberfläche (12) verteilbar ist.
49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(42;146) zur Erhöhung einer Kontaktfläche zwischen Reinigungsmedium und zu reinigendem
Abgas Fließelemente (124) für das Reinigungsmedium aufweist.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(42;146) als Fließelemente (124) für das Reinigungsmedium eine Mehrzahl von Böden
(125) umfaßt, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen und welche bezogen auf
die Schwerkraftrichtung in einem vertikalen Abstand voneinander im Abgasreinigungsreaktor
(42;146) angeordnet sind.
51. Vorrichtung nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß als Fließelemente
(124) für das Reinigungsmedium Formkörper (127) vorgesehen sind.
52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkörper Raschigringe
(127) vorgesehen sind.
53. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(146) und der Restwärmetauscher (148) eine Abgas-Wärmetausch-Einheit (144a, 144b,
144c, 144d) bilden.
54. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144a) der Restwärmetauscher (148) den Abgasreinigungsreaktor (146) umschließend angeordnet
ist.
55. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144b) der Abgasreinigungsreaktor (146) den Restwärmetauscher (148) umschließend angeordnet
ist.
56. Vorrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144a, 144b) der Abgasreinigungsreaktor (146) und der Restwärmetauscher (148) koaxial
angeordnet sind.
57. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144c, 144d) der Abgasreinigungsreaktor (146) bezogen auf die Schwerkraftrichtung
oberhalb des Restwärmetauschers (148) angeordnet ist.
58. Vorrichtung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144c, 144d) einen Ringkanal (154) aufweist, durch welchen Abgas aus dem Restwärmetauscher
(148) dem Abgasreinigungsreaktor (146) zuführbar ist.
59. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144d) ein Sammelbereich (160) des Reinigungsmediums eine Versorgungseinheit eines
Zwischenträgermedium-Verteilers (162) des Restwärmetauschers (148) bildet.
60. Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144d) eine Führungsstrecke des Zwischenträgermediums im ersten Kreislauf bildet.
61. Vorrichtung nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbereich
(160) einen Austritt (166) für Reinigungsmedium zur Führung des Reinigungsmediums
im zweiten Kreislauf aufweist.
62. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt (166) in einem
definierten, bezogen auf die Schwerkraftrichtung vertikalen Abstand (164) von dem
Zwischenträgermedium-Verteiler (162) des Restwärmetauschers (148) angeordnet ist.
63. Vorrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmedium von
dem Austritt (166) durch eine Leitung (168) zu dem Neutralisator (64) führbar ist.
64. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 59 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
eine Leitung (182) aufweist, durch welche Zwischenträgermedium unter Umgehung des
Neutralisators (64) dem Abgasreinigungsreaktor (146) zuführbar ist.
65. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
(10) einen Temperaturwechsler (50) aufweist, durch welchen aus dem Abgasreinigungsreaktor
(42) kommendes gereinigtes Abgas mittels von der Feuerungsanlage (12) kommendem Abgas
nacherwärmbar ist.
66. Abgas-Wärmetausch-Einheit zur Nutzung der Restwärme, welche die restliche fühlbare
und die latente Wärme umfaßt, eines Abgases einer Feuerungsanlage, insbesondere einer
Ölfeuerungsanlage, in der das Abgas Wärme an ein Zwischenträgermedium abgibt, durch
welches zumindest zeitweise Wärme an Heizwasser in einem Heizkreis abgebbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daS die Abgas-Wärmetausch-Einheit (144c, 144d) einen Abgasreinigungsreaktor
(146) zur Reinigung des Abgases mittels eines Reinigungsmediums und einen Restwärmetauscher
(148) zur Aufnahme von Wärme durch das Zwischenträgermedium aus dem Abgas umfaßt und
daS der Abgasreinigungsreaktor (146) bezogen auf die Schwerkraftrichtung oberhalb
eines Zwischenträgermedium-Verteilers (162) des Restwärmetauschers (148) angeordnet
ist.
67. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmedium
und das Zwischenträgermedium das gleiche Medium sind.
68. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 66 oder 67, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischenträgermedium-Verteiler (162) an einem unteren Ende eines Sammelbereiches (160)
des Abgasreinigungsreaktors angeordnet ist, so daS der Sammelbereich (160) eine Versorgungseinheit
des Zwischenträgermedium-Verteilers (160) bildet.
69. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbereich
(160) einen Austritt (166) für Zwischenträgermedium aufweist, welcher bezogen auf
die Schwerkraftrichtung in einem definierten vertikalen Abstand (164) von dem Zwischenträgermedium-Verteiler
(162) des Restwärmetauschers (148) angeordnet ist.
70. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach einem der Ansprüche 66 bis 69, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit (144d) einen Eintritt (110) für Zwischenträgermedium
aufweist, welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung an oder in der Nähe eines oberen
Endes des Abgasreinigungsreaktors (146) angeordnet ist.
71. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasreinigungsreaktor
(146) in der Nähe seines oberen Endes ein mit dem Eintritt (110) verbundenen Reinigungsmedium-Verteiler
(114) aufweist, der so ausgebildet ist, daß Reinigungsmedium auf eine bezüglich der
Abgasreinigung aktive Reinigungsoberfläche in einem Reinigungsraum (120) des Abgasreinigungsreaktors
(146) verteilbar ist.
72. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsmedium-Verteiler
(114) des Abgasreinigungsreaktors (146) ein Verteilerkreuz (115) ist.
73. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 71 oder 72, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abgasreinigungsreaktor (146) zur Erhöhung der Kontaktfläche zwischen zu reinigendem
Abgas und Reinigungsmedium Fließelemente (124) für das Reinigungsmedium aufweist.
74. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließelemente
für das Reinigungsmedium eine Mehrzahl von Böden (125) umfassen, die eine Vielzahl
von Öffnungen aufweisen und welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung in einem vertikalen
Abstand im Abgasreinigungsreaktor (146) angeordnet sind.
75. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 73 oder 74, dadurch gekennzeichnet, daß als
Fließelemente (124) Formkörper (127) vorgesehen sind.
76. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkörper
Raschigringe (127) vorgesehen sind.
77. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach einem der Ansprüche 66 bis 76, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abgasreinigungsreaktor (146) der Abgas-Wärmetausch-Einheit (144d) ein Durchströmelement
(158) umfaßt, welches bezogen auf die Schwerkraftrichtung in einem definierten vertikalen
Abstand bezogen auf den Zwischenträgermedium-Verteiler (162) des Restwärmetauschers
(148) angeordnet ist.
78. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach einem der Ansprüche 66 bis 77, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit (144d) in der Nähe ihres unteren Endes im Restwärmetauscher
(148) einen Eintritt (34b) für Abgas aufweist.
79. Abgas-Wärmetausch-Einheit nach einem der Ansprüche 66 bis 78, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgas-Wärmetausch-Einheit (144d) einen Ringkanal (154) aufweist, mittels dem
Abgas aus dem Restwärmetauscher (148) dem Abgasreinigungsreaktor der Abgas-Wärmetausch-Einheit
(144d) zuführbar ist.